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关于月球种植，在接到了一些采访之后，我认为还是有必要来说说。 2019年1月15日，经过9天时间进入月夜期，做了断电处理，这就意味着刚发芽的棉花幼苗得不到有效的保温措施，实验到此终止。很多朋友有点惋惜，我也一样。 首先我们应该肯定这一次实验的科普实践意义，在重庆大学设计的这次生长试验中包含了土豆、棉花、油菜、拟南芥、果蝇和酵母这些生物界和农业生产中的关键物种。实验向我们展示了在近未来人类在月球上耕种的愿景，对于普及太空技术，展示我们的航天技术成就是大有裨益的。 但是，在很多报道中出现了断章取义的情况，把这次的实验载荷说成了一个精心设计的生态系统，只是因为能量供应的问题无法在月球上开枝散叶。如果我们真的有这样的想法，那就too young too simple了。 我要说的是，不要小看生态生态了，建设一个生态系统并不是小孩过家家的游戏，随便凑几个小朋友就能演一家人了。 零件变汽车，哪有那么容易 在评价这次的所谓的微型形态实验之前，我们先来说一个事儿。现在在淘宝上买汽车零件很容易吧，其实在阿里的杭州总部就有这样一辆车，就是用淘来的零件装起来的。但是，你觉得买回来一大堆零件，它们就能自己装配成汽车？你以为自己是巴拉巴拉小魔仙吗？挥舞魔法棒口中念咒语，汽车就能拼好了？ 是不是觉得这个故事很幼稚。好，我们回过头来说，生态系统中的动物、植物、微生物，有生产者消费者和分解者，生态系统中物种之间的配合和运转，远比汽车零件的组装要复杂得多。我们既然不相信零件变汽车，为什么会相信组合几个物种就是生态系统了呢？ 理想很丰满，现实很骨感。 有朋友说，那上面的物种不是精心挑选过的吗，难道不是科学家设计好的？呵呵，我只能给出个微笑标志了。 先别着急反驳我，我们不妨先回顾一下，人类曾经干过的再造生态系统的实验。一个在20年前雄心勃勃的生物圈二号（Biosphere 2）计划。1991年，建于美国亚利桑那州图森市以北沙漠中，建设了一座全封闭的微型人工生态循环系统。为什么起这个这个名字是为了让大家更关注我们的生物圈1号——地球。
在18万平方米的建筑中，最初引入了包括动物、植物和微生物在内的4000个物种。但是很遗憾，在生物圈2号内部，1993年，运行了两年的 “生物圈2号”实验宣告失败，因为设施内的生物多样性发生了巨大变化，那里已经变成了蚂蚁和强悍的非计划鸟类（在施工过程中混进来的）的天堂。 更可怕的，最初进入的生物学家不会种地，差点把自己给饿死。于是这个项目被迫关闭了。 在《失控》这本书里其实详细描述了生物圈二号失败的原因，描述也更戏剧化，有兴趣的朋友，可以找来看看。 接下来我们认真说说，我们在太空种植真正需要解决的难题。 光和水，太空种植需要解决哪些难题 第一个问题是水。植物需要进行蒸腾作用，才能进行物质的有效运输。实验显示，种植马铃薯最佳的灌溉量为450-500毫米，那以126平方米来计算的话，在整个生长期，大概需要60立方米的水，这显然远远超出了我们栖息仓的水容量。 不过麻烦事儿还没完，太空舱里缺乏空气流动，并且缺乏重力。那些由叶片排出的水，不容易被带走，也不容易滴落。这样的结果就是，很多水滴聚集在叶片上，为真菌生长提供了温床，导致植物死亡。
当然，这个问题解决起来并不难，只要有良好的通风设备，即使排出水分就好了。但是要注意，千万不要因为排水太快，把植物吹成干花。 相对于水来说，解决光的问题可能是最容易的。直接接受宇宙中的太阳光那对植物来说还是一个挑战，因为过多的紫外线和宇宙射线都是致命的，不过我们完全可以用日光灯来为植物照明。 其实植物所需要的主要是蓝光和红光，只要利用这些颜色的照明设备就可以满足植物对光的需求。 实际上，地球生物特别是陆生生物在太空中碰到的真正问题是重力的改变！ 不得不注意的细节——重力究竟够不够 虽说解决起来比较费事儿，但是光和水只是太空栽培者面前的小障碍，植物碰到的最大障碍是重力，如果说两者是泰山，那后者就是珠穆朗玛峰了。 对于地球上生长的植物来说，茎秆向上长，根系向下长，似乎就是天经地义的事情。但是如果离开地球，事情就不这么简单了。如果我们在国际空间站种植物的话，就会发现它们长得非常纤细，并且向着四面八方随意蔓延，问题的核心就在于地球上有重力，而国际空间空间站是处于失重状态的。 目前我们还没有确切的证据来解释植物是怎样辨别方向的。目前，比较公认的一种看法是，植物细胞里有一些淀粉组成的颗粒，它们会受重力的影响，沉积到细胞的下部，从而给细胞壁施加刺激，这样一来，植物就能辨别出天和地了。可以说，这些淀粉粒就是植物生长的“指南针”。另外一种说法是，悬挂着细胞器的细胞骨架可以感受到细胞器下坠的方向，从而辨别出哪边是上，哪边是下。
如果是失去了重力作用，植物生长分不清上下，根和叶都向着四面八方生长。就拿常用的实验植物拟南芥来说，它们在失重状态下最后长成一团，本该拼命伸向天空的茎停下了脚步，反而是多了很多枝枝杈杈。就像是漂浮在水中的水草一般。 植物的茎叶尚且找不到方向，像花朵这样需要精细生长的结构就更困难了，这也是植物无法在太空中良好生长的关键所在。 在现在的科幻电影中有一些重力生成的方法，但是要进入实战阶段还需要很久。我们还可以去寻找那些控制植物生长状态的基因，通过改变植物的基因，去让植物去适应失重和低重力环境。 总的来说，这次的实验是个很好的探索起点，对于我们掌握地外生物实验室搭建技术有着重要的意义，对于推进中国的空间生物技术发展大有裨益，但是在这个过程中，我们应该看到实际的价值。如果盲目地夸大意义，势必对真正的研究产生伤害。 明确意义，探讨未来，这是媒体在宣传中所需要做的事情。 土豆、棉花、油菜、拟南芥、果蝇和酵母，为什么是这6种生物？ 这些生物选择可是有讲究，这些生物在人类的农业生产和科学研究生中都有重要意义，它们不仅仅可以为人类提供有用的食物、衣物和药品，更重要的是这6种生物的基因组都已经了解得比较清楚，也是很好的基因编辑的材料，这才是搭载它们升空的意义所在。 |
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